Ueber die Fabrication der Eisenbahnschienen; von Hrn. Gustav Lindauer.

Ueber die Fabrication der Eisenbahnschienen, wie überhaupt über die Fabrication der Eisenbahn-Oberbaubestandtheile findet man in einigen wenigen Werken über das Eisenhüttenwesen allgemeine Daten angeführt, die aber eben ihrer Allgemeinheit wegen in besondern Fällen nicht genügendgenügned sind, zumal wenn man beabsichtigt, über die Gestehungskosten der Schienen eine Calculation aufzustellen.

Wir verweisen auf Röhrig's Abhandlung über die Fabrication der Eisenbahnschienen in England und Wales, im polytechn. Journal Bd. CXXXI S. 100 und Bd. CXXXV S. 335. A. d. Red.

Ich übergebe daher im Nachfolgenden dem hüttenmännischen Publicum genauere Daten über die Erzeugung von Eisenbahnschienen, insbesondere über jene für die k. k. österreichischen Staatsbahnen, und bemerke noch, daß außer diesen während meiner Fungirung als Director der Theresienhütte zu Trenitz noch Nordbahnschienen, Raaber Bahnschienen und Semmeringschienen erzeugt wurden, welche in ihren Querschnittsdimensionen unter sich zum Theil sehr wesentlich von einander verschieden sind.

Die gewöhnliche Staatsbahnschiene hat eine Länge von 18 Wiener Fuß, es werden aber in der Regel zu den Wechseln etc. auch Schienen von 15 und 12 Fuß benöthigt, und in jüngster Zeit mußten auf besondere Bestellung auch 24 1/2 Fuß lange Schienen zu Drehscheiben gewalzt werden.

Ein Packet für die 18 Fuß lange Staatsbahnschiene wiegt 480 Pfd.

Die fertige Schiene wiegt 375 Pfd. Die Schienenschöpfe u. Appreturabfälle betragen 55 „ und es findet ein Calo (Abbrand) statt von 50 „ –––––––– Zusammen: 480 Pfd.

Hieraus ergeben sich folgende Beziehungen:

1. Zu 100 Pfd. fertigen Schienen sind 128 Pfd. packetirtes Eisen erforderlich, und es entfallen auf 100 Pfd. fertige Schienen:

an Schienenschöpfen und Appreturabfällen 14,67 Pfd. „ Calo 3,33 „ ––––––––– Zusammen: 28,00 Pfd.

2. Aus 100 Pfd. packetirtem Eisen erhält man:

an fertigen Schienen 78,12 Pfd. „ Schienenschöpfen und Appreturabfällen 11,46 „ „ Calo 10,42 „ –––––––––– Zusammen: 100,00 Pfd.

Sowohl bei den 15, als den 12 Fuß langen Schienen bleibt das Gewicht der Schienenschöpfe und der Appreturabfälle beinahe ganz dasselbe, wie bei den 18 Fuß langen, nur der Calo ändert sich, weil die kleineren Packete schnellere Hitze erhalten.

Die 15 Fuß langen Schienen haben durchschnittlich ein Gewicht von 315 Pfd. und das hiezu nöthige Packet wiegt 405 Pfd.

Man bedarf daher zu 100 Pfd. fertigen Schienen an packetirtem Eisen 128,57 Pfd., und es entfallen auf 100 Pfd. fertige Schienen:

an Schienenschöpfen und Appreturabfällen 17,46 Pfd. „ Calo 11,11 „ –––––––– Zusammen: 28,57 Pfd.

Aus 100 Pfd. packetirtem Eisen erhält man daher:

an fertigen Schienen 77,78 Pfd. „ Schienenschöpfen und Appreturabfällen 13,58 „ „ Calo 8,64 „ ––––––––– Zusammen: 100,00 Pfd.

Die 12 Fuß langen Schienen haben ein Gewicht von 290 Pfd., deren Packet wiegt 375 Pfd., man hat daher zu 100 Pfd. fertigen Schienen 129,31 Pfd. packetirtes Eisen nöthig, und es entfallen auf 100 Pfd. fertige Schienen:

an Schienenschöpfen und Appreturabfällen 18,96 Pfd. „ Calo 10,35 „ ––––––––– Zusammen: 29,31 Pfd.

Aus 100 Pfd. packetirtem Eisen erfolgen:

an fertigen Schienen 77,33 Pfd. „ Schienenschöpfen und Appreturabfällen 14,67 „ „ Calo 8,00 „ –––––––––– Zusammen: 100,00 Pfd.

Gewöhnlich wurden jedoch 15- und 12fußige Schienen nur dann besonders erzeugt, wenn eine namhafte Bestellung auf solche vorlag, oder auch wenn dieselben dringend bedurft wurden. Man benützte zu diesen Schienen die fehlerhaften 18fußigen, welche sich auf 15 oder 12 Fuß brauchbar zeigten.

Bei jeder Lieferung von Eisenbahnschienen wird zur unerläßlichen Bedingung gemacht, daß der Kopf der Schienen aus krystallinischem, der Steg und Fuß dagegen aus sehnigem Eisen bestehen muß. Mit Rücksicht auf diese Bedingung sind daher auch die Packete zu den Schienen aus verschiedenartigem Eisen zusammenzusetzen.

Ein jedes Packet zu den Staatsbahnschienen ist 9 Zoll hoch und 7 Zoll breit und hat für die 18 Fuß lange Schiene eine Länge von 42 Zoll. Dasselbe erhält folgende Anordnung: zum Kopfe und Fuße nimmt man je eine Deckschiene – einmal geschweißte Rohschiene von 3/4 Zoll Dicke, welche die nämliche Breite wie das Packet hat; um dem Reißen des Fußes so viel als möglich vorzubeugen, werden auf die Deckschiene des Fußes zu beiden Seiten Stäbe von 2 Zoll Breite gelegt, welche ebenfalls aus einmal geschweißtem Eisen bestehen und die gleiche Stärke wie die Deckschienen haben. Zwischen diese beiden Stäbe kommt eine 3 Zoll breite Rohschiene und sodann sechs Lager der letzteren von einer Stärke in der Art, daß jede Lage aus einer 3 und 4 Zoll breiten Rohschiene besteht.

Textabbildung Bd. 144, S. 111

Die nebenstehende Figur stellt ein so angeordnetes Packet dar.

In einem Packete von 480 Pfd. befinden sich sodann an

Deckschienen und Stäben 125 Pfd. Rohschienen 355 „

In einem Packete von 405 Pfd. dagegen an

Deckschienen und Stäben 105 Pfd. Rohschienen 300 „

und endlich in einem Packete von 375 Pfd. an

Deckschienen und Stäben 95 Pfd. Rohschienen 280 „

Die durch den Gebrauch auf den Bahnen abgenützten Schienen, welche zeitweilig in großen Partien angekauft werden können, lassen sich, namentlich wenn es sogenannte Flachschienen sind, mit Vortheil für die Deckschiene und die beiden Stäbe am Fuße des Packetes verwenden, dagegen ist es nicht rathsam, die Deckschiene des Kopfes durch dieselben zu ersetzen, weil derselbe, wenn die alten Schienen von guter Qualität sind, leicht zu weich wird und beinahe immer Schweißnähte erhält, welche dadurch entstehen, daß sich die beiden an einander liegenden Schienen nicht innig vereinigen.

Sind aber die alten Schienen englisches Fabricat, dann ist große Vorsicht nöthig; es bestehen diese nämlich aus schlecht schweißbarem Eisen und lösen sich daher sehr oft beim Passiren des Packetes durch das erste Kaliber von dem übrigen Packete ab, wodurch viel Ausschuß entsteht.

Die zwei untersten Lagen Rohschienen, sowie jenes 3 Zoll breite Stück, welches zwischen die beiden Stäbe des Fußes kommt, bestanden in der Theresienhütte beinahe immer aus solchen Rohschienen, welche der sogenannte Schnellofen lieferte, in welchem nur kleine Stabeisenabfälle, altes Blech, überhaupt das unter dem Namen „Renneisen“ bekannte alte Eisen zu Gute gemacht wurde und noch gemacht wird.

Was die eigentlichen Rohschienen anbelangt, so erzeugte man dieselben anfänglich aus 3 Gewichtstheilen steierischen Flossen, von Vordernberg und Eisenerz, und 1 Gewichtstheil ungarischem Roheisen, oder in Ermangelung dessen, auch altem Brucheisen von sehr zweifelhafter Qualität und alter Eisenmunition; als aber allmählich Mangel an steierischen Flossen eintrat, konnte man dieses günstige Verhältniß von steierischen Flossen zum übrigen Roheisen nicht mehr einhalten, und man sah sich genöthigt, zu 1 Theil steierischen Flossen 3 Theile des übrigen vorerwähnten Roheisens zu nehmen. Aber auch bei diesem gegen früher ungünstigen Mischungsverhältnisse der verschiedenen Roheisensorten, ja selbst nachdem endlich die steierischen Flossen ganz wegblieben, zeigte sich die Qualität des Fabricates nichts weniger als schlecht, sie wurde sogar vorzüglich, als die Flamme der Puddelöfen einer 125 Fuß hohen, unten 5 und oben 4 1/2 Fuß im Durchmesser haltenden blechernen Esse, statt der bisherigen 72 Fuß hohen Esse, zugeführt wurde.

Es ist überhaupt schade, daß das vorzügliche Eisen der Theresienhütte zu Eisenbahn-Bestandtheilen verarbeitet wird.

In einen Schweißofen mit zwei Arbeitsthüren setzt man in der Regel vier, manchmal aber auch fünf Packete ein, letztere Zahl dann, wenn außer 18fußigen Schienen nebenbei 15- und 12fußige erzeugt werden sollen. Das Laden des Ofens selbst geschieht in folgender Weise: Zuerst werden jene zwei Packete eingesetzt, welche zunächst und parallel der Feuerbrücke kommen, sodann folgen die übrigen Packete, welche jedoch nicht mehr parallel zur Feuerbrücke, sondern in eine schiefe Lage deßhalb gegen dieselbe kommen, weil der Herd sich gegen den Fuchs zusammenzieht. Beim Besetzen des Ofens kommen ferner sämmtliche Packete mit der Fußseite aufwärts zu liegen, sie werden aber mit dem Kopfe nach oben gewendet, sobald die Schienen, aus welchen die Packete zusammengesetzt sind, durch die erfolgte Schweißhitze sich schon so weit mit einander verbunden haben, daß das Umwenden, ohne der Gefahr des Auseinanderfallens der Packete ausgesetzt zu seyn, geschehen kann. Hat nun die Kopfseite die gehörige Schweißhitze, dann wendet man die Packete abermals, um auf der Fußseite die erforderliche Hitze zu geben.

In einer zwölfstündigen Schicht erhielt man bei einer blechernen Esse von 72 Fuß Höhe, deren unterer Durchmesser 4, der obere 4 1/2 Fuß beträgt, und in welche zwei Schweißöfen und fünf Puddelöfen ihre Flamme abgeben, sechs bis sieben Chargen; sobald aber die Schweißöfen diese Esse allein benutzten, erfolgten durchschnittlich acht Chargen.

Die Anomalie zwischen dem unteren und oberen Essendurchmesser erklärt der Umstand, daß die Esse unten bis auf eine Höhe von 18 Fuß ausgemauert ist.

Die Anheizung und Andörrung eines Schweißofens erfordert 25 Cntr. Stückkohlen, und einschließlich dieser Kohle beträgt der Kohlenaufwand zu 100 Pfd. fertigen Schienen

von 18 Fuß Länge 60 Pfd. „ 15–12 Fuß Länge 50 „

Die Kohle wird aus preußisch Schlesien bezogen und kostet per 100 Pfd. loco Werk gestellt 1 fl. 12 kr. bis 1 fl. 15 kr. C. M.

Die Schienen werden in einer Hitze ausgewalzt, und zum Auswalzen einer Charge bedarf man 8 bis 10 Minuten bei einem mit Wasser betriebenen Train, der wegen mangelhafter Construction des Wasserrades und unzureichender Wasserkraft das Unzukömmliche hat, daß, so lange das Packet die Vorwalzen passirt, die Umdrehungszahl der Walzen größer ist als beim Fertigmachen, statt daß gerade das Umgekehrte stattfände. Bei der Arbeit unter den Vorwalzen ist im Anfange die Umdrehungszahl derselben per Minute 60, wenn aber die Schiene das letzte Kaliber der Fertigwalze verläßt, reducirt sich diese Zahl auf 30, manchmal sogar, wenn es gerade an Wasser gebricht oder wenn ein Packet eine minder heftige Hitze hat, auf 20. Aus dem Verluste an lebendiger Kraft, welche das Schwungrad während des Auswalzens erleidet, ergibt sich eine additionelle Kraft zu den Motoren von circa 42 Pferdekräften.

Aus der Lage, welche die Packete im Ofen vor dem Herausnehmen haben, folgt, daß das erste Durchwalzen mit der Fußseite nach oben geschieht.

Die Körperlänge der beiden Walzenpaare ist 50 Zoll; die beiden unteren Walzen haben 18 Zoll Durchmesser, die oberen aber 18 1/4 Zoll. Die Durchmesser der Zapfen sind 9 Zoll. In jedem der beiden Walzenpaare sind fünf Kaliber; in der Fertigwalze ist das erste Kaliber das sogenannte Stauchkaliber, es ist mithin das sechste in der ganzen Reihe.

Die Walzen werden von sehr guter Qualität aus der Gießerei des Hrn. J. Hurtz in Lentersdors bezogen.

Die Form der Kaliber und das Abnahmegesetz derselben richtet sich einestheils nach jener der verlangten Schienenprofile, anderntheils nach der Qualität des zur Verwendung kommenden Eisens, ob nämlich dasselbe von harter oder weicher Beschaffenheit ist; es hängt daher die Kalibrirung der Walzen von diesen beiden Bedingungen ab. Uebrigens zeigt sich in den Kalibern der Vorwalzen eine gewisse Uebereinstimmung, und man kann für zwei Schienensysteme von ziemlich analoger Form der Querschnitte die Vorwalzen so einrichten, daß sie für beide Systeme angewendet werden können, wodurch eine nicht unbedeutende Ersparung an Zeit, Material und Geld erzielt wird. In der Theresienhütte sind z.B. die Vorwalzen zur Erzeugung der Staatsbahnschienen ohne jede Abänderung auch zur Fabrication der Semmeringschienen benützt worden.

Die Bedienungsmannschaft eines Schweißofens und des Trains für die Schienenfabrication besteht in der 12stündigen Schicht aus folgenden Arbeitern:

1 Schweißer,

1 Gehülfen,

1 Thürzieher,

1 Kohlenführer,

1 Packetenführer,

1 Vorwalzer mit

4 Stanglern,

1 Hinterwalzer mit

2 Stanglern.

Die beiden Stangler bei dem Hinterwalzer bringen die Schienen, nachdem sie das letzte Kaliber verlassen haben, zu der Circularsäge.

Zum Abschneiden der Schienen im warmen Zustande auf die ungefähre Länge bedient man sich einer Doppel-Circularsäge, deren Blätter 36 Zoll Durchmesser haben, und die circa 800 Umgänge per Minute machen.

Diese Sägblätter lieferte Hr. M. Miller's Sohn, Gußstahlfabrikant in Gumpendorf, von ausgezeichneter Güte.

Die Bewegungsmittheilung der Circularsäge geht mittelst conischer Uebersetzung von der Schwungradwelle aus; die weitere Uebersetzung vom Langsamen ins Schnelle geschieht durch Riemen. Während des Auswalzens der Schienen ist die Säge ausgerückt.

Das erstmalige ungefähre Geradrichten der Schienen in noch warmem Zustande erfolgt auf einer gußeisernen Platte mit hölzernen Schlägeln, das genaue Geradrichten im kalten Zustande wird durch Druckpressen bewerkstelligt, wobei sich die Schienen auf Rollen bewegen. Zwei solcher Pressen reichen hin, um wöchentlich 1500 bis 1800 Schienen gerade zu richten.

Die Schienen werden durch einfache Bohrmaschinen, bewegt durch Dampf, gebohrt; zwei solcher Maschinen reichen hin, um wöchentlich bei Tagarbeit 600–700 Schienen zu bohren. Bohrmaschinen mit zwei Bohrern sind übrigens vorzuziehen.

Die Schienenschöpfe werden theils zur Anfertigung von Deckschienen und Blechflammen, theils zur Fabrication von Kupplungslappen für die Eisenbahnschienen verwendet. Die Appreturabfälle sind wieder Renneisen.

Bei gutem Materielle und geübten Arbeitern, welche die Theresienhütte wirklich besitzt, übersteigt der Ausschuß an Schienen beim Schweißen und Walzen nicht 2 Proc. der ganzen Production; es besteht derselbe zum Theil aber auch in geworfenen oder stecken gebliebenen Packeten im ersten oder zweiten Kaliber der Vorwalze.

Die Theresienhütte hat wesentlich mit sehr theuren Arbeitern zu kämpfen, und zudem sind die Appreturmaschinen für Eisenbahnschienen, so weit solche überhaupt vorhanden sind, für das Appreturgeschäft nicht sehr beschleunigend, aus welchen Gründen auch die Schienenfabrication an Löhnen ziemlich hoch zu stehen kommt. Es wird nämlich an Löhnen für jeden Centner fertiger Schienen bezahlt:

für Schweißen 4 kr. „ Schneiden der Rohschienen etc., Packetmachen und Walzen 3 „ „ Appretur 5 „ ––––– 12 kr. „ General- und Unterhaltungskosten kann man rechnen 3 kr. ––––– es stellt sich somit ein Centner fertiger Schienen auf 15 kr. an Löhnen, General- und Unterhaltungskosten.

Die Eisenbahnschienen-Fabrication in der Theresienhütte hat zu folgenden Erfahrungen geführt:

1) es müssen die Essen der Schweißöfen, oder wenn nur eine Esse vorhanden ist, diese Central-Esse besonders gut ziehen, weil durch einen sehr guten Zug nicht allein die Chargen – oder was dasselbe ist, die Production vermehrt, der Kohlenverbrauch und Abbrand vermindert wird, sondern auch, weil bei diesem es nur möglich ist, die Packete in einer Hitze zu Schienen auszuwalzen und den relativ geringsten Ausschuß zu erhalten;

2) sollen die Schweißöfen, wenn eine Central-Esse vorhanden ist, wenn immer möglich so situirt werden, daß sie dieser die Flamme durch einen besondern Feuercanal zuströmen lassen. Denn liegen zwischen den Schweißöfen und der Central-Esse noch Puddelöfen, so wird der Betrieb sämmtlicher Oefen immer mehr oder weniger Noth leiden, je nachdem die Dimensionen der Central-Esse von der normalen abweichen;

3) hat man gefunden, daß die Kraft der Motoren zu einem Schienenwalzwerke weniger von der Länge der auszuwalzenden Stücke, als von deren Querschnittsverhältnissen abhängt. Hohe und schwache Stege, breite und dünne Füße erfordern eine größere Kraft zum Auswalzen und führen auch zu einem größeren Ausschusse, als Schienen mit starken Stegen und Füßen bei übrigens gleicher Höhe und Breite. Man hat nämlich gefunden, daß bei gleicher Anzahl der Kaliber die Schienen der Raaber Bahn eine größere Kraft zum Auswalzen erforderten, als jene für die Staatsbahn, und diese wieder eine etwas größere, als die Schienen für die Semmeringbahn.

Der Grund dieser letzteren Erscheinung ist einfach darin zu suchen, daß die schwachen Stege und Füße im Verhältnisse zu dem Kopfe früher erkalten als die stärkeren, und daher, zumal in den letzteren Kalibern der Fertigwalze, der Auswalzung einen größern Widerstand entgegensetzen. Staatsbahnschienen von 24 1/2 Fuß Länge, deren Packet 625 Pfd. wog, konnten mit derselben Leichtigkeit ausgewalzt werden, wie die übrigen Schienen für diese Bahn, und zwar ebenfalls in einer Hitze.